全ゲノム重複がゲノム構造進化に与える影響の包括的解明

• 研究課題/領域番号: 16H06154
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: システムゲノム科学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 岩崎 渉 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (50545019)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 26,650千円 (直接経費: 20,500千円、間接経費: 6,150千円); 2019年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円); 2018年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円); 2017年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円); 2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: ゲノム / 進化 / バイオインフォマティクス / ゲノム進化

研究成果の概要

本研究では、Trichosporon属のゲノムデータの質の向上を行うとともに、その成果を活用することで、トランスクリプトームデータとの統合解析を行った。特に、ハイブリッド化したTrichosporon属菌類の比較ゲノム・比較トランスクリプトームの統合解析により、遺伝子配列レベルと遺伝子発現レベルでの進化が明確に別々に、一方でこの不和合の解消に共に働くという興味深い現象を明らかにした。また合わせて、転写制御システムの進化がハイブリッド化の生じ方によって大きく異なった道筋を通ることも明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在の生物が持つ多様な性質は、長い進化の結果獲得されたものである。異なるゲノムが合わさって新たな生物種を生み出す「ハイブリッド化」は、そうした新しい性質を持つ生物種の進化に繋がる重要なイベントだと考えられているが、どうしてそういった現象が可能になるのか、重要な部分が謎として残っていた。本研究では、そうした進化がどうして可能となるのか、そのメカニズムを解明した。

研究成果

• [国際共同研究] チュラロンコーン大学(タイ)
• [国際共同研究] チュラーロンコーン大学(タイ)
• [国際共同研究] チュラーロンコーン大学(タイ)
• [雑誌論文] Graph Splitting: A Graph-Based Approach for Superfamily-Scale Phylogenetic Tree Reconstruction (2019)
  • 著者名/発表者名: Matsui Motomu、Iwasaki Wataru
  • 雑誌名: Systematic Biology 巻: 69 ページ: 265-279
  • DOI: 10.1093/sysbio/syz049
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genome and transcriptome evolve separately in recently hybridized Trichosporon fungi (2019)
  • 著者名/発表者名: Sriswasdi Sira、Takashima Masako、Manabe Ri-ichiroh、Ohkuma Moriya、Iwasaki Wataru
  • 雑誌名: Communications Biology 巻: 2 号: 1 ページ: 263-263
  • DOI: 10.1038/s42003-019-0515-2
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A Fast Likelihood Method to Reconstruct and Visualize Ancestral Scenarios (2019)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa Sohta A、Zhukova Anna、Iwasaki Wataru、Gascuel Olivier
  • 雑誌名: Molecular Biology and Evolution 巻: 36 号: 9 ページ: 2069-2085
  • DOI: 10.1093/molbev/msz131
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Metaepigenomic analysis reveals the unexplored diversity of DNA methylation in an environmental prokaryotic community (2019)
  • 著者名/発表者名: Hiraoka Satoshi、Okazaki Yusuke、Anda Mizue、Toyoda Atsushi、Nakano Shin-ichi、Iwasaki Wataru
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 10 号: 1 ページ: 159-159
  • DOI: 10.1038/s41467-018-08103-y
  • NAID: 120006879468
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] SonicParanoid: fast, accurate and easy orthology inference (2018)
  • 著者名/発表者名: Cosentino Salvatore、Iwasaki Wataru
  • 雑誌名: Bioinformatics 巻: 35 号: 1 ページ: 149-151
  • DOI: 10.1093/bioinformatics/bty631
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Solar-panel and parasol strategies shape the proteorhodopsin distribution pattern in marine Flavobacteriia (2018)
  • 著者名/発表者名: Kumagai Yohei、Yoshizawa Susumu、Nakajima Yu、Watanabe Mai、Fukunaga Tsukasa、Ogura Yoshitoshi、Hayashi Tetsuya、Oshima Kenshiro、Hattori Masahira、Ikeuchi Masahiko、Kogure Kazuhiro、DeLong Edward F.、Iwasaki Wataru
  • 雑誌名: The ISME Journal 巻: in press 号: 5 ページ: 1329-1343
  • DOI: 10.1038/s41396-018-0058-4
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A Trichosporonales genome tree based on 27 haploid and three evolutionarily conserved ‘natural’ hybrid genomes (2017)
  • 著者名/発表者名: Takashima Masako、Sriswasdi Sira、Manabe Ri-Ichiroh、Ohkuma Moriya、Sugita Takashi、Iwasaki Wataru
  • 雑誌名: Yeast 巻: 35 号: 1 ページ: 99-111
  • DOI: 10.1002/yea.3284
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Seasonal Analysis of Microbial Communities in Precipitation in the Greater Tokyo Area, Japan (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiraoka Satoshi、Miyahara Masaya、Fujii Kazushi、Machiyama Asako、Iwasaki Wataru
  • 雑誌名: Frontiers in Microbiology 巻: 8 ページ: 1506-1506
  • DOI: 10.3389/fmicb.2017.01506
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Phylogeography of the yellowfin goby Acanthogobius flavimanus in native and non-native distributions. (2017)
  • 著者名/発表者名: Shotaro Hirase, Sherrie Chambers, Kathryn Hassell, Melissa Carew, Vincent Pettigrove, Kiyoshi Soyano, Masaki Nagae, and Wataru Iwasaki.
  • 雑誌名: Marine Biology 巻: 164 号: 5 ページ: 106-106
  • DOI: 10.1007/s00227-017-3137-6
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Inactivity periods and postural change speed can explain atypical postural change patterns of Caenorhabditis elegans mutants (2017)
  • 著者名/発表者名: Tsukasa Fukunaga and Wataru Iwasaki
  • 雑誌名: BMC Bioinformatics 巻: 18 号: 1 ページ: 46-46
  • DOI: 10.1186/s12859-016-1408-8
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Global deceleration of gene evolution following recent genome hybridizations in fungi. (2016)
  • 著者名/発表者名: Sira Sriswasdi, Masako Takashima, Ri-ichiroh Manabe, Moriya Ohkuma, Takashi Sugita, and Wataru Iwasaki.
  • 雑誌名: Genome Research 巻: 26 号: 8 ページ: 1081-1090
  • DOI: 10.1101/gr.205948.116
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] 比較ゲノム解析・微生物群集解析・表現型データ解析のバイオインフォマティクス (2019)
  • 著者名/発表者名: 岩崎渉
  • 学会等名: 第92回日本生化学会大会
  • 招待講演
• [学会発表] 生物進化・生態のバイオインフォマティクス (2019)
  • 著者名/発表者名: 岩崎渉
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会年会
  • 招待講演
• [学会発表] データ駆動アプローチによるゲノム微生物学の拡張 (2019)
  • 著者名/発表者名: 岩崎渉
  • 学会等名: 第13回日本ゲノム微生物学会年会
  • 招待講演
• [学会発表] 大規模ゲノム進化研究のためのデータベース・ソフトウェア (2018)
  • 著者名/発表者名: 岩崎渉
  • 学会等名: 日本進化学会第20回大会
  • 招待講演
• [学会発表] トリコスポロン属酵母ハイブリッドゲノムにおける遺伝子進化速度の低下 (2017)
  • 著者名/発表者名: 岩崎渉，Sriswasdi Sira，高島昌子，眞鍋理一郎，大熊盛也，杉田隆
  • 学会等名: 第11回日本ゲノム微生物学会年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学湘南藤沢キャンパス（神奈川県藤沢市）
  • 年月日: 2017-03-02
• [学会発表] How do microbes spread across environmental barriers? (2017)
  • 著者名/発表者名: Wataru Iwasaki
  • 学会等名: The 9th Asian Symposium on Microbial Ecology
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] データベース・カルチャーコレクションでひもとく微生物の進化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 岩崎渉
  • 学会等名: 環境微生物系学会合同大会2017
  • 招待講演
• [学会発表] 分子系統学とバイオインフォマティクス (2017)
  • 著者名/発表者名: 岩崎渉
  • 学会等名: 第207回農林交流センターワークショップ
  • 招待講演
• [学会発表] バイオインフォマティクスでひもとく生命進化の道のり (2016)
  • 著者名/発表者名: 岩崎渉
  • 学会等名: 早稲田大学先進理工学部電気・情報生命工学科講演会
  • 発表場所: 早稲田大学西早稲田キャンパス（東京都新宿区）
  • 招待講演
• [備考] 研究者個人ウェブページ
  • URL: http://iwasakilab.bs.s.u-tokyo.ac.jp/iwasaki/publications.html